Қазақстандық КТМ материалтану токамагын құру


11 Мамыр 2022

Ұлттық ядролық орталықтың 30 жылдығына – 30 жоба!

№ 8 жоба. 1998–2020 жж. Қазақстандық КТМ материалтану токамагын құру

Қазақстандық КТМ материалтану токамагы Қазақстан Республикасы Үкіметінің шешіміне сәйкес ITER эксперименттік термоядролық реакторын құру жөніндегі халықаралық бағдарламаны қолдау үшін, сондай-ақ Қазақстан Республикасында қазіргі заманғы ғылым мен технологияларды дамыту, жоғары білікті ғылыми және инженерлік кадрларды даярлау үшін құрылды. Оның негізгі міндеті – болашақ термоядролық реакторлардың, соның ішінде ITER-дің жауапты тораптары мен жиынтықтаушыларын жасау үшін перспективалық материалдардың жоғары температуралы плазмамен өзара әрекеттесуі бойынша зерттеу жүргізу.

КТМ – термоядролық реакторлардағы штаттық және авариялық (плазманың жұлынып шығу режимі) жұмыс жағдайларында аспектілік қатынас А=2 болған жағдайда материалдар мен технологияларды сынауға арналған әлемдегі жалғыз мегаамперлік қондырғы (плазма тогы Ip=0,75 МА), ол сондай-ақ сфералық (А<2) және классикалық (A>2) токамактар арасындағы шекаралық салада плазманы ұстау физикасын зерттеуге мүмкіндік береді.

Бірегей КТМ жобасы материалдарды 20 МВт/м² дейін жылу жүктемесін түсіре отырып сынауға мүмкіндік береді, бұл ITER жылу жүктемелерінің параметрлеріне сәйкес келеді. Бұған қоса, КТМ-ның өзіндік жобалық шешімдері плазмофизикалық, сол сияқты инженерлік-техникалық сипаттағы сан түрлі міндеттерді шешуге мүмкіндік береді. КТМ кешенін құру жобасын іске асырудың негізгі кезеңдері:

2003–2007 жж. – кешенді жобалау және КТМ қондырғысын дайындау, ғимараттар мен құрылыстарды реконструкциялау, энергетикалық қосалқы станциялар мен ЭБЖ монтаждау, кешеннің негізгі технологиялық және инженерлік жүйелерін монтаждауды бастау;

2008–2010 жж. – КТМ қондырғысын штаттық жерде монтаждау, негізгі технологиялық және инженерлік жүйелерді монтаждауды жалғастыру;

2011–2015 жж. – жобаның ТЭН және ЖСҚ түзету, ІБЖ іске асыру жөніндегі құжаттар пакетін және КТМ кешенін пайдалануға беру жұмыстарын әзірлеу, жоба бойынша қалған жұмыстарды іске асыру үшін қаржыландыру көзін іздестіру;

2016–2018 жж. – қалған құрылыс-монтаждау жұмыстарын аяқтау, іске қосу-баптау жұмыстарын бастау;

2019 ж. – КТМ кешенін аяқталмаған құрылыс объектісі ретінде ҚР ҰЯО РМК балансына беру, іске қосу-баптау жұмыстарын аяқтау және объектіні пайдалануға беру.

2017 жылғы 9 маусымда «Болашақ энергиясы» ЭКСПО-2017 халықаралық көрмесінің ашылуы қарсаңында КТМ токамагын физикалық іске қосудың 1-кезеңі ойдағыдай іске асырылды, ал 2019 жылғы 20 қарашада КТМ қондырғысын физикалық іске қосудың екінші және соңғы кезеңінің талаптарын қанағаттандыратын плазмалық разряд алынды. Аталған кезеңде кешеннің барлық штаттық технологиялық жүйелерінің қатысуымен төмендетілген параметрлердегі омдық режимде плазма ала отырып, КТМ токамагы қондырғысының жұмыс қабілеттілігі көрсетілді. Жұмысқа ҚР ҰЯО және Ресей Федерациясының мамандары қатысты. Қазақстандық КТМ материалтану токамагының стендтік кешенін құру жобасын іске асыру Қазақстан Республикасына осындай ауқымдағы термоядролық синтездің озық зерттеу қондырғыларына ие 10 елдің қатарына кіруге мүмкіндік берді.

Бүгінгі таңда әлемде баламасы жоқ бірегей техникалық сипаттамаларының арқасында КТМ токамагы халықаралық ғылыми қоғамдастықта барынша сұранысқа ие.

Қазіргі уақытта қазақстандық КТМ материалтану токамагының стендтік кешенінде Қазақстан Республикасының «Қазақстандық КТМ материалтану токамагындағы эксперименттік зерттеулерді ғылыми-техникалық қамтамасыз ету» бюджеттік ҒТБ-сын іске асыру шеңберінде КТМ қондырғысында плазмалық разряд параметрлерін оның жұмысының жобалық (номиналды) режимдеріне шығу мақсатында жақсартуға, басқарылатын термоядролық синтез технологияларын, плазма физикасы, материалтану саласындағы іргелі ғылымды, сондай-ақ болашақтың термоядролық реакторларын құру мен пайдалануды қамтамасыз етуде тиісті қолданбалы технологияларды дамытуға және ілгерілетуге бағытталған зерттеулер жүргізілуде.

КТМ токамагындағы жұмыстар КТМ токамагын бірлесіп пайдалану туралы 2017 жылғы 26 мамырда Қазан қаласында өткен ТМД Үкімет басшылары кеңесінің отырысында алты ел: Ресей, Қазақстан, Беларусь, Армения, Қырғызстан және Тәжікстан қол қойған ТМД елдерінің келісімі шеңберінде ТМД елдерімен (атап айтқанда, Ресей Федерациясымен) тығыз ынтымақтастықта іске асырылуда.

Сондай-ақ 2017 жылғы 11 маусымда Астана қаласында Қазақстан Республикасының Ұлттық ядролық орталығы мен ITER халықаралық ұйымы арасындағы ынтымақтастық туралы келісімге қол қою да маңызды оқиға болды. Қазіргі уақытта аталған Келісім шеңберінде 2 коммерциялық келісімшарт іске асырылды және ITER қондырғысын құру кезінде пайдаланылатын материалдар мен жабдықтарды ҚР ҰЯО РМК зерттеу базасында сынау бойынша нақты жұмыс жүргізілді. Келесі коммерциялық келісімшарт дайындық сатысында және талқылау үстінде.

Токамак международное сотрудничество ITER РГП НЯЦ РК Российская Федерация Республика Казахстан термоядерные реакторы плазма КТМ соглашение ЭКСПО-2017